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JPH0436812B2 - - Google Patents
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JPH0436812B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0436812B2
JPH0436812B2 JP13571487A JP13571487A JPH0436812B2 JP H0436812 B2 JPH0436812 B2 JP H0436812B2 JP 13571487 A JP13571487 A JP 13571487A JP 13571487 A JP13571487 A JP 13571487A JP H0436812 B2 JPH0436812 B2 JP H0436812B2
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JP
Japan
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timer
comparator
tightening
time
signal
Prior art date
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Application number
JP13571487A
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Japanese (ja)
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Masatomo Adachi
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Nittoseiko Co Ltd
Original Assignee
Nittoseiko Co Ltd
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Publication date
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  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、回転駆動源の回転を受けて回転する
ドライバビツトを昇降手段の作動により往復移動
するように構成した自動ねじ締め機において、ド
ライバビツト先端のねじの着座を検出するねじ着
座検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an automatic screw tightening machine configured to reciprocate a driver bit that rotates in response to rotation of a rotational drive source by the operation of an elevating means. The present invention relates to a screw seating detection device for detecting seating of a screw.

従来技術および発明が解決しようとする問題点 一般に、ねじ、ボルト等をワークの所定の位置
に締付ける場合には、モータの回転を受けて回転
するドライバビツトを有する自動ねじ締め機が利
用されている。この自動ねじ締め機では、最終の
締付トルクを所定値に制御するためにモータを制
御する各種の制御装置が創案されている。この制
御装置の一例として、モータの負荷電流を検出し
てその電流値が所定値に達すると、モータの回転
を停止させる装置がある。この装置では、ねじを
めねじが形成された下穴に螺入する際には、締付
トルクをほぼ所定値に制御できるが、タツピンね
じの場合には、ワークの下穴にめねじを成形する
時点でモータの負荷電流が設定値以上に達するこ
とがあり、その時点でモータが停止して締付作業
を途中で中止し、所定の締付作業を行うことがで
きない等の欠点が生じている。この欠点を除去す
るため、ドライバビツトの高さを検出することに
よりねじ座面がワークの座面に着座する時点を検
出してこの時点以降にモータの制御装置を作動さ
せる方法が考えられているが、この装置でも、正
確にねじの着座を検出することができず、なお確
実な締付を行えない等の欠点が生じている。ま
た、ねじが着座した時点を検出する方法として
は、ねじ締付時のモータに流れる単位時間当たり
の負荷電流の増加分、すなわち勾配を常時検出し
てその勾配が所定範囲内になればねじの着座後の
負荷電流の上昇としてねじの着座と判断する方法
も考えられているが、この方法では負荷電流に含
まれるノイズ分に対しても、その変化を正確に検
出してしまうため、極めて誤動作の多いものとな
り、実用に供さない等の欠点が生じており、正確
でかつ誤動作のないねじ着座検出装置が要望され
ている。
PRIOR ART AND PROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION Generally, when tightening screws, bolts, etc. to predetermined positions on a workpiece, an automatic screw tightening machine that has a driver bit that rotates in response to rotation of a motor is used. . In this automatic screw tightening machine, various control devices have been devised to control the motor in order to control the final tightening torque to a predetermined value. An example of this control device is a device that detects the load current of a motor and stops the rotation of the motor when the current value reaches a predetermined value. With this device, when inserting a screw into a prepared hole with a female thread, the tightening torque can be controlled to approximately a predetermined value. The load current of the motor may reach the set value or higher at the point where the motor stops and the tightening work is stopped midway, causing disadvantages such as not being able to perform the specified tightening work. There is. In order to eliminate this drawback, a method has been considered in which the height of the driver bit is detected to detect the point in time when the screw seating surface is seated on the seating surface of the workpiece, and the motor control device is activated after this point. However, even with this device, there are drawbacks such as the inability to accurately detect the seating of the screw and the inability to perform reliable tightening. In addition, a method for detecting when the screw is seated is to constantly detect the increase in the load current flowing through the motor per unit time when tightening the screw, that is, the slope, and if the slope falls within a predetermined range, the screw is seated. A method has been considered that determines that the screw is seated based on the increase in the load current after seating, but this method accurately detects changes even in the presence of noise contained in the load current, resulting in extremely erroneous operation. Therefore, there is a need for a screw seating detection device that is accurate and does not malfunction.

問題点を解決するための手段 本発明は、上記要望に沿つて発明されたもの
で、モータの回転を受けて回転するドライバビツ
トおよびこれを昇降させる昇降手段が設けられて
いる。また、前記ドライバビツトに係る負荷トル
クを検出する検出手段が設けられている。前記検
出手段とともに、締付開始時の締付トルクに対応
する第1設定値を設定する第1設定器および所望
締付トルクよりも低い締付トルクに対応する第2
設定値を設定する第2設定器が設けられている。
また、前記検出手段の検出値と前記第1設定値と
を比較する第1比較器および前記検出値と前記第
2設定値とを比較する第2比較器が設けられてい
る。さらに、締付下限時間が設定された第4タイ
マおよび締付上限時間が設定された第5タイマが
設けられており、これらタイマは前記第1比較器
の一致信号で時間計上を開始する一方で、前記検
出値が第1設定値より低下するとただちにリセツ
トされるように構成されている。しかも、前記第
4タイマがタイムアツプして第5タイマがタイム
アツプするまでに前記第2比較器から一致信号を
受けると出力信号を発信する着座判定部が設けら
れており、この着座判定部の出力信号を受けてモ
ータを任意に制御するよう構成されている。
Means for Solving the Problems The present invention was developed in response to the above-mentioned needs, and is provided with a driver bit that rotates in response to rotation of a motor, and a lifting means for raising and lowering the driver bit. Further, a detection means for detecting the load torque related to the driver bit is provided. Together with the detection means, a first setting device sets a first setting value corresponding to the tightening torque at the start of tightening, and a second setting device corresponds to a tightening torque lower than the desired tightening torque.
A second setting device is provided for setting a set value.
Further, a first comparator that compares the detected value of the detection means and the first set value, and a second comparator that compares the detected value and the second set value are provided. Furthermore, a fourth timer in which a minimum tightening time is set and a fifth timer in which an upper limit tightening time is set are provided. , is configured to be reset as soon as the detected value falls below a first set value. Moreover, a seating determination section is provided which transmits an output signal if it receives a coincidence signal from the second comparator between the time-up of the fourth timer and the time-up of the fifth timer, and the output signal of the seating determination section is It is configured to arbitrarily control the motor in response to the

作 用 上記自動ねじ締め機では、モータが回転し、締
付が開始されると、ドライバビツトに係る負荷ト
ルクが検出手段により検出される。この検出値が
締付開始時を示す第1設定値に達すると第1比較
器から一致信号が発信され、第4タイマおよび第
5タイマが時間計上する。前記各タイマにより設
定された締付下限時間および締付上限時間内に第
2比較器から一致信号が発信されると、前記検出
値の上昇勾配がねじ着座後の締付トルクの上昇を
示す所定勾配範囲内にあることとなり、着座判定
部から出力信号が発信される。その後、必要に応
じてモータを制御して、これを停止させたり、速
度を切換えたりすることができる。
Function In the automatic screw tightening machine described above, when the motor rotates and tightening is started, the load torque related to the driver bit is detected by the detection means. When this detected value reaches the first set value indicating the time to start tightening, a coincidence signal is transmitted from the first comparator, and the fourth and fifth timers count the time. When a coincidence signal is transmitted from the second comparator within the lower limit tightening time and upper limit tightening time set by each of the timers, the rising slope of the detected value becomes a predetermined value indicating an increase in the tightening torque after the screw is seated. It is determined that the slope is within the slope range, and an output signal is transmitted from the seating determination section. The motor can then be controlled to stop it or change its speed as needed.

一方、前記所定時間内に第2比較器から一致信
号が発信されないと、検出値の上昇勾配がねじ着
座後の締付トルクの上昇を示す所定勾配範囲内に
ないことになり、下穴にめねじを成形する際の検
出値の上昇と判断して前記第5タイマのタイムア
ツプ信号により着座判定部が第2比較器の一致信
号を受付けなくなり、その後に第2比較器から一
致信号が発信されても、着座判定部は出力信号を
発信しない。この時、前記第4タイマおよび第5
タイマはしばらくタイムアツプ信号を発信した状
態を継続し、前記検出値が第1設定値よりも低下
した時点で、リセツトされ、その後の第1比較器
および第2比較器の一致信号による真のねじ着座
の検出に備える。
On the other hand, if a coincidence signal is not transmitted from the second comparator within the predetermined time, the rising slope of the detected value is not within the predetermined slope range indicating the rise in tightening torque after the screw is seated, and the pilot hole is The seating determination section stops accepting the coincidence signal from the second comparator due to the time-up signal of the fifth timer, determining that the detected value increases when forming the screw, and then the second comparator transmits the coincidence signal. Also, the seating determination section does not transmit an output signal. At this time, the fourth timer and the fifth timer
The timer continues to emit a time-up signal for a while, and when the detected value becomes lower than the first set value, it is reset, and the true screw seating is determined by the matching signals from the first and second comparators. Prepare for detection.

実施例 以下、実施例を差動遊星機構が使用された減速
機を介してモータの回転を受けるドライバビツト
を有する自動ねじ締め機について説明する。第2
図および第3図において、1は自動ねじ締め機で
あり、そのブラケツト2に上下方向に摺動自在に
案内されたガイドロツド3と一体のドライバ台4
がチヤツク台5と所定間隔をおいて一体に移動自
在かつ相対移動自在に配置されている。前記ドラ
イバ台4は昇降手段6を構成するシリンダの作動
により昇降するように構成され、しかもこのドラ
イバ台4にはドライバ本体8が固定さている。こ
のドライバ本体8の上端には、回転駆動源のモー
タ9が固定され、その駆動軸には差動遊星機構1
0の一部を構成する入力円板11が一体に回転す
るように連結されている。また、この入力円板1
1の外周には複数個の遊星コーン12がコーン保
持具13を介して配置されており、この遊星コー
ン12は伝動面として円錐面12aとその裏面の
平坦面12bとこれに隣接して位置する円周溝1
2cとが形成されている。前記遊星コーン12の
円周溝12cには前記入力円板11が、平坦面1
2bには前記入力円板11と同心上で回転するカ
ムデイスク14が摩擦係合するように配置されて
おり、前記入力円板11の回転がカムデイスク1
4に伝達可能に構成されている。このカムデイス
ク14には前記ドライバ台4に固定されてかつ前
記ドライバ本体8内に位置する内筒部8aに回転
自在に保持された連接軸15、連接機構16およ
びユニバーサルジヨイント17を介してドライバ
ビツト18が連接されている。前記連接機構16
はカムデイスク14側に連結される軸部16aと
これが嵌合する筒部16bとを有し、軸部16a
に植設されたピン16cが筒部16bに削設され
た案内溝16dに係合するとともに前記軸部16
aと筒部16bとはばね16eにより離れる方向
に付勢されて一体に回転自在にかつ相対移動自在
に構成されている。
Embodiment Hereinafter, an embodiment will be described regarding an automatic screw tightening machine having a driver bit that receives rotation of a motor via a speed reducer using a differential planetary mechanism. Second
In the figures and FIG. 3, reference numeral 1 denotes an automatic screw tightening machine, and a driver stand 4 is integrated with a guide rod 3 that is slidably guided in the vertical direction by a bracket 2.
is disposed at a predetermined distance from the desk 5 so as to be movable integrally with and relative to the desk. The driver stand 4 is configured to be raised and lowered by the operation of a cylinder constituting an elevating means 6, and a driver main body 8 is fixed to the driver stand 4. A motor 9 as a rotational drive source is fixed to the upper end of the driver main body 8, and a differential planetary mechanism 1 is attached to the drive shaft of the motor 9.
An input disk 11 constituting a part of 0 is connected so as to rotate together. Also, this input disk 1
A plurality of planetary cones 12 are arranged on the outer periphery of the cone 1 via a cone holder 13, and the planetary cones 12 are located adjacent to a conical surface 12a and a flat surface 12b on the back surface as transmission surfaces. Circumferential groove 1
2c is formed. The input disk 11 is placed in the circumferential groove 12c of the planetary cone 12, and the flat surface 1
2b, a cam disk 14 that rotates concentrically with the input disk 11 is arranged so as to frictionally engage with the input disk 11.
4. The cam disk 14 is connected to the driver via a connecting shaft 15, a connecting mechanism 16, and a universal joint 17, which are fixed to the driver base 4 and rotatably held in an inner cylinder portion 8a located inside the driver main body 8. Bit 18 is concatenated. The connecting mechanism 16
has a shaft portion 16a connected to the cam disk 14 side and a cylindrical portion 16b into which this fits, and the shaft portion 16a
The pin 16c implanted in the shaft part 16 engages with the guide groove 16d cut in the cylindrical part 16b.
a and the cylindrical portion 16b are urged in the direction of separation by a spring 16e, and are configured to be integrally rotatable and relatively movable.

また、前記遊星コーン12の外周にはその円錐
面12aと摩擦係合して回転するように変速リン
グ19が配置されており、この変速リング19は
その摩擦係合位置が高速側に位置するようにばね
20により付勢されている。また、この変速リン
グ19は前記内筒部8a側に回動自在に保持され
たアーム21により回動自在に保持されており、
このアーム21と前記ばね20とからなる弾力保
持部材により変速リング19の摩擦係合位置を決
めるように構成されている。また、前記差動遊星
機構10では、変速リング19が負荷トルクを受
けて回動し、そのばね20への押圧力とばね20
の撓みにより生じる弾性力とが均衡する位置で停
止し、入力円板11の回転を減速してカムデイス
ク14に伝達し、ついには変速リング19が遊星
コーン12の縁部まで移動してカムデイスク14
を零回転に至らせ、第4図に示す特性曲線のごと
く、締付トルクが出力されるように構成されてい
る。
Further, a speed change ring 19 is arranged on the outer periphery of the planetary cone 12 so as to rotate by frictionally engaging with the conical surface 12a thereof, and this speed change ring 19 is arranged so that its frictional engagement position is located on the high speed side. is biased by a spring 20. Further, this speed change ring 19 is rotatably held by an arm 21 rotatably held on the inner cylinder portion 8a side,
The elastic holding member consisting of the arm 21 and the spring 20 is configured to determine the frictional engagement position of the speed change ring 19. Further, in the differential planetary mechanism 10, the speed change ring 19 rotates in response to load torque, and the pressing force on the spring 20 and the spring 20
The rotation of the input disk 11 is decelerated and transmitted to the cam disk 14, and finally the speed change ring 19 moves to the edge of the planetary cone 12 and the rotation of the input disk 11 is transmitted to the cam disk 14. 14
is configured to reach zero rotation and output a tightening torque as shown in the characteristic curve shown in FIG.

さらに、前記チヤツク台5には一対のチヤツク
爪22aを有するチヤツクユニツト22が固定さ
れており、このチヤツクユニツト22には前記ド
ライバビツト18が挿通してチヤツク爪22aに
保持されたねじ(図示せず)を所定位置まで押出
すように構成されている。
Further, a chuck unit 22 having a pair of chuck pawls 22a is fixed to the chuck base 5, and the driver bit 18 is inserted into the chuck unit 22 to screw a screw (not shown) held by the chuck pawls 22a. It is configured to be pushed out to a predetermined position.

一方、前記モータ9は制御装置Aにより制御さ
れるように構成されている。この制御装置Aは、
第1図に示すようにモータ9に正転電圧を供給す
る正転電圧供給部40と、逆転電圧を供給する逆
転電圧供給部41と、正転電圧供給部40と逆転
電圧供給部41とを切換える切換手段42と、こ
の切換手段42に正転指令信号を与える正転制御
部43と、逆転指令信号を与える逆転制御部44
と、作業スタート信号を発信する作業スタート部
45と、ドライバビツト18によるねじ締付の完
了を検出する締付完了検出部46と、後記する締
付不良判定部61と、第1タイマT1を強制リセ
ツトするリセツト部57とを有している。前記正
転制御部43は、高パルス列を発信するパルス発
生部でなつており、切換手段42をなすスイツチ
ング部を作動させて正転電圧をモータ9に供給す
るように構成されている。また、前記作業スター
ト部45は正転制御部43および昇降手段6に接
続されており、作業スタート信号により前記正転
制御部43を作動させるとともに、前記昇降手段
6を作動させて、ドライバビツト18を下降させ
るように構成されている。また、前記作業スター
ト信号は後記する判定表示部47および着座判定
部48をリセツトするとともに、マシンタイムを
検出する第1タイマT1を時間計上させるように
構成されている。また、前記切換手段42は逆転
制御部44からの逆転指令信号を受け、そのスイ
ツチング部を作動して前記モータ9に逆転電圧供
給部41から逆転電圧を供給するように構成され
ている。前記逆転制御部44は後記する第2タイ
マT2のタイムアツプ信号を受けて作動するパル
ス発生部59からのパルスに応じて逆転指令信号
を発信するように構成されている。
On the other hand, the motor 9 is configured to be controlled by a control device A. This control device A is
As shown in FIG. 1, a normal rotation voltage supply section 40 that supplies a forward rotation voltage to the motor 9, a reverse rotation voltage supply section 41 that supplies a reverse rotation voltage, and a normal rotation voltage supply section 40 and a reverse rotation voltage supply section 41. A switching means 42 for switching, a forward rotation control section 43 that provides a forward rotation command signal to the switching means 42, and a reverse rotation control section 44 that provides a reverse rotation command signal.
, a work start section 45 that issues a work start signal, a tightening completion detection section 46 that detects the completion of screw tightening by the driver bit 18, a tightening defect determination section 61 (to be described later), and a first timer T1. It has a reset section 57 for resetting. The normal rotation control section 43 is a pulse generation section that emits a high pulse train, and is configured to operate a switching section constituting the switching means 42 to supply a normal rotation voltage to the motor 9. Further, the work start section 45 is connected to the forward rotation control section 43 and the lifting means 6, and operates the forward rotation control section 43 and the lifting means 6 in response to the work start signal. is configured to lower. Further, the work start signal is configured to reset a determination display section 47 and a seating determination section 48, which will be described later, and to cause a first timer T1 for detecting machine time to count the time. Further, the switching means 42 is configured to receive a reverse rotation command signal from a reverse rotation control section 44, actuate the switching section, and supply a reverse rotation voltage from the reverse rotation voltage supply section 41 to the motor 9. The reverse rotation control section 44 is configured to transmit a reverse rotation command signal in response to a pulse from a pulse generator 59 which is activated in response to a time-up signal from a second timer T2, which will be described later.

さらに、前記締付完了検出部46は、トルク検
出部50と、ねじ着座検出装置51とからなつて
いる。前記トルク検出部50は、前記モータ9の
電機子巻線に流れる負荷電流に応じた電圧を検出
する検出手段52を有し、この検出手段52はフ
イルタ53および増幅器54を介してねじ着座検
出装置51の一部を兼用する第2比較器60の一
方の入力端に接続されている。この第2比較器6
0の他方の入力には所望締付トルクよりも低い締
付トルクに対応した第2設定値を設定する第2設
定器58が接続されており、前記検出値がこの第
2設定値に一致すると、一致信号が発信されるよ
うに構成されている。この第2比較器60は着座
判定部48を介して第3タイマT3に接続されて
おり、この着座判定部48が作動する時、第3タ
イマT3は前記第2比較器60の一致信号を受け
て所定時間(T3)後にタイムアツプ信号を発信
するように構成されている。尚、トルク検出部5
0は検出値が所定値に達したことを検出するに際
して、ねじ着座検出装置51の第2比較器60お
よび第2設定器58を使用しているが、別個に比
較器および設定器を設けてもよい。
Further, the tightening completion detection section 46 includes a torque detection section 50 and a screw seating detection device 51. The torque detection section 50 has a detection means 52 that detects a voltage corresponding to the load current flowing in the armature winding of the motor 9, and this detection means 52 is connected to a screw seating detection device via a filter 53 and an amplifier 54. It is connected to one input terminal of a second comparator 60 which also serves as a part of the comparator 51. This second comparator 6
A second setter 58 is connected to the other input of 0 to set a second setting value corresponding to a tightening torque lower than the desired tightening torque, and when the detected value matches this second setting value, , the matching signal is configured to be emitted. This second comparator 60 is connected to a third timer T3 via a seating determination section 48, and when this seating determination section 48 is activated, the third timer T3 receives a coincidence signal from the second comparator 60. The device is configured to transmit a time-up signal after a predetermined time (T3). Furthermore, the torque detection section 5
0 uses the second comparator 60 and second setting device 58 of the screw seating detection device 51 to detect that the detected value has reached a predetermined value, but a separate comparator and setting device are provided. Good too.

また、前記第3タイマT3のタイムアツプ信号
は前記締付完了検出部46のトルクアツプ信号と
してオア回路を介して前記正転制御部43に供給
され、切換手段42に正転停止指令信号を供給す
るように構成されている。同時に、前記第3タイ
マT3のタイムアツプ信号は通常回転しているモ
ータ9が停止するに必要な時間(T2)が設定さ
れた第2タイマT2を介してパルス発生部59に
供給されるよう構成されている。このパルス発生
部59は、所望逆転時間に対応するパルス幅を有
するパルスを発生するように構成されており、こ
のパルスが前記逆転制御部44に送られ、このパ
ルスのパルス幅に応じた逆転指令信号を発信して
モータ9をわずかに逆転させるように構成されて
いる。また、前記第2タイマT2のタイムアツプ
信号はマシンサイクル完了検出部49を介してド
ライバビツト18の昇降手段6を作動させ、ドラ
イバビツト18を上昇復帰させてすべての作業を
完了するように構成されている。
Further, the time-up signal of the third timer T3 is supplied to the forward rotation control section 43 via the OR circuit as a torque-up signal of the tightening completion detection section 46, and is configured to supply a forward rotation stop command signal to the switching means 42. It is composed of At the same time, the time-up signal of the third timer T3 is supplied to the pulse generator 59 via the second timer T2, which is set to the time (T2) required for the normally rotating motor 9 to stop. ing. This pulse generating section 59 is configured to generate a pulse having a pulse width corresponding to a desired reversal time, and this pulse is sent to the reversal control section 44, and a reversal command is issued according to the pulse width of this pulse. It is configured to send a signal to slightly reverse the motor 9. Further, the time-up signal of the second timer T2 is configured to actuate the lifting means 6 of the driver bit 18 via the machine cycle completion detecting section 49, so that the driver bit 18 is raised and returned to complete the entire work. There is.

また、前記ねじ着座検出装置51は前記トルク
検出部50の一部を兼用する第2設定器58と、
その第2設定値と検出値と比較する第2比較器6
0と、締付開始時の締付トルクに対応する第1設
定値を設定する第1設定器56と、その第1設定
値と前記検出値とを比較する第1比較器55と、
着座判定部48とを有し、前記第1比較器55の
一致信号は締付下限時間が設定された第4タイマ
T4および締付上限時間が設定された第5タイマ
T5を作動させるように構成されている。また、
前記着座判定部48は前記第4タイマT4および
第5タイマT5で設定された時間内に第2比較器
60から発信される一致信号を受けて出力信号を
発信するように構成されている。一方、前記第4
タイマT4はそのタイムアツプ信号を締付不良判
定部61に送り、このタイムアツプ信号以前に前
記第2比較器60から一致信号が発信されれば、
締付不良信号を判定表示部47に供給するように
構成されている。尚、前記判定表示部47は前記
第1タイマT1のタイムアツプ信号を受けてマシ
ンタイムオーバを表示するようにも構成されてい
る。さらに、前記第5タイマT5はそのタイムア
ツプ信号により着座判定部48が第2比較器60
の一致信号を受付けられないようにして、前記検
出値が第1設定値より低下して第1比較器55か
ら一致信号が発信されなくなると、第5タイマ
T5は第4タイマT4とともにリセツトされ、再度
第1比較器55から発信される一致信号に備える
ように構成されている。尚、前記第4タイマT4
および第5タイマT5の設定時間は実際にねじを
ワークに締付けて得られる時間から経験的に選択
される。
Further, the screw seating detection device 51 includes a second setting device 58 that also serves as a part of the torque detection section 50;
A second comparator 6 that compares the second set value and the detected value.
0, a first setter 56 that sets a first set value corresponding to the tightening torque at the time of starting tightening, and a first comparator 55 that compares the first set value with the detected value.
The coincidence signal of the first comparator 55 is detected by a fourth timer in which a minimum tightening time is set.
5th timer with T4 and upper limit tightening time set
Configured to operate T5. Also,
The seating determination section 48 is configured to receive a coincidence signal transmitted from the second comparator 60 within the time set by the fourth timer T4 and the fifth timer T5 and transmit an output signal. On the other hand, the fourth
The timer T4 sends the time-up signal to the tightening defect determination section 61, and if a coincidence signal is sent from the second comparator 60 before this time-up signal,
It is configured to supply a poor tightening signal to the determination display section 47. Incidentally, the judgment display section 47 is also configured to receive a time-up signal from the first timer T1 and display a machine time-over. Furthermore, the fifth timer T5 uses the time-up signal to cause the seating determination section 48 to output the second comparator 60.
When the detected value falls below the first set value and no match signal is transmitted from the first comparator 55, the fifth timer
T5 is reset together with the fourth timer T4, and is configured to prepare for the coincidence signal sent from the first comparator 55 again. Furthermore, the fourth timer T4
The set time of the fifth timer T5 is empirically selected from the time obtained by actually tightening the screw to the workpiece.

上記自動ねじ締め機の制御装置では、作業スタ
ート部45の作業スタート信号によりドライバビ
ツト18の昇降手段6が作動し、ドライバ台4と
ともにドライバビツト18が下降する。同時に、
作業スタート信号により正転制御部43および切
換手段42が作動し、モータ9に正転電圧供給部
40から正転電圧が供給される。前記モータ9の
回転にともなつて入力円板11、遊星コーン1
2、カムデイスク14および変速リング19でな
る差動遊星機構10を介してドライバビツト18
が回転する。前記昇降手段6の作動によりドライ
バビツト18がチヤツク爪22aに保持されるね
じを押出し、その先端がワーク(図示せず)の下
穴に当接する。これにともなつて、連接機構16
の軸部16aが筒部16bに対して前進しなが
ら、ねじ締付が開始される。(以下、第5図参照)
ドライバビツト18に係る負荷トルクの上昇にと
もなつてモータ9の負荷電流が上昇し、検出値が
締付開始時点を示す締付トルクに対応する第1設
定値に達すると、第1比較器55から一致信号が
発信され、第4タイマT4および第5タイマT5が
時間計上する。前記検出値が前記第4タイマT4
からタイムアツプ信号が発信される時点に、所望
締付トルクに対応する第2設定値に達すると、第
2比較器60から一致信号が発信される。この場
合、着座判定部48が第2比較器60からの一致
信号を受付られない状態にあるので、着座判定部
48からは出力信号が発信されず、検出値の上昇
勾配が急過ぎて、ねじの斜め食付きと判断し、締
付不良判定部61から不良検出信号が発信され
て、判定表示部47で不良表示される。
In the control device for the automatic screw tightening machine described above, the lifting means 6 for the driver bit 18 is operated in response to a work start signal from the work start section 45, and the driver bit 18 is lowered together with the driver stand 4. at the same time,
The work start signal activates the forward rotation control section 43 and the switching means 42, and the forward rotation voltage is supplied to the motor 9 from the forward rotation voltage supply section 40. As the motor 9 rotates, the input disk 11 and the planetary cone 1
2. Driver bit 18 via differential planetary mechanism 10 consisting of cam disc 14 and speed change ring 19
rotates. The operation of the elevating means 6 causes the driver bit 18 to push out the screw held by the chuck pawl 22a, and its tip abuts against a prepared hole in a workpiece (not shown). Along with this, the connecting mechanism 16
Screw tightening is started while the shaft portion 16a moves forward with respect to the cylindrical portion 16b. (See Figure 5 below)
As the load torque related to the driver bit 18 increases, the load current of the motor 9 increases, and when the detected value reaches the first set value corresponding to the tightening torque indicating the tightening start time, the first comparator 55 A coincidence signal is sent from the fourth timer T4 and the fifth timer T5 count the time. The detected value is the fourth timer T4
When the second set value corresponding to the desired tightening torque is reached at the time when the time-up signal is emitted from the second comparator 60, a match signal is emitted from the second comparator 60. In this case, since the seating determination section 48 is in a state where it cannot accept the coincidence signal from the second comparator 60, no output signal is transmitted from the seating determination section 48, and the rising slope of the detected value is too steep, causing the screw It is determined that diagonal chamfering occurs, a defect detection signal is transmitted from the tightening defect determination section 61, and a defect is displayed on the determination display section 47.

また、前記第4タイマT4がタイムアツプ信号
を発信して着座判定部48を入力受付け状態にさ
せて後、前記検出値が第5タイマT5に設定され
た締付上限時間内に第2設定値に達せず、前記第
5タイマT5がタイムアツプすると、着座判定部
48が第2比較器60の一致信号を受付けなくな
り、その後に第2比較器60から一致信号が発信
されても、着座判定部48は出力信号を発信せ
ず、前記検出値の上昇勾配が緩かで、めねじ成形
時の検出値の上昇と判断する。そのため、前記モ
ータ9は継続して回転する。
Further, after the fourth timer T4 sends a time-up signal and puts the seating determination section 48 into an input acceptance state, the detected value reaches the second set value within the upper limit tightening time set in the fifth timer T5. When the fifth timer T5 times up, the seating determination section 48 no longer accepts the coincidence signal from the second comparator 60. Even if the second comparator 60 subsequently transmits a coincidence signal, the seating determination section 48 An output signal is not transmitted, and based on the gradual increase in the detected value, it is determined that the detected value has increased during female thread forming. Therefore, the motor 9 continues to rotate.

前記モータ9が回転を継続して、めねじの成形
が完了する時点に達すると、前記検出値が第1設
定値よりも低下し、前記第5タイマT5が第4タ
イマT4とともにリセツトされる。これにより、
再度第1比較器55の一致信号に備える。
When the motor 9 continues to rotate and reaches the point where the forming of the female thread is completed, the detected value becomes lower than the first set value and the fifth timer T5 is reset together with the fourth timer T4. This results in
Prepare again for a match signal from the first comparator 55.

その後、前記検出値が上昇して前記第1設定値
に達すると、前記第4タイマT4および第5タイ
マT5が再度時間計上する。前記検出値が締付下
限時間から締付上限時間内に第2設定値に達する
と、検出値の上昇勾配はねじが正常に着座して後
の締付トルクの上昇を示す所定勾配範囲内にある
と判断され、ねじが座面に着座したことが検出さ
れる。そのため、トルク検出部50を兼用する第
2比較器60から一致信号が発信される時点で、
着座判定部48が出力信号を発信する。この出力
信号により、第3タイマT3が時間計上を開始し、
そのタイムアツプ信号がトルクアツプ信号として
正転制御部43に送られ、正転停止指令信号が発
信されてモータ9が停止する。同時に、前記タイ
ムアツプ信号は第2タイマT2に送られ、第2タ
イマT2が時間計上をする。前記モータ9が停止
するに必要な時間(T2)が経過して、この第2
タイマT2から発信されるタイムアツプ信号によ
りパルス発生部59が作動して所定逆転時間を設
定するパルスを発生する。このパルスが逆転制御
部44を作動させて切換手段42を逆転側に切換
えるとともに、前記パルスに応じた短時間のパル
スが発信され、逆転電圧供給部41から逆転電圧
がモータ9に供給される。これにより、モータ9
がわずかに逆回転し、ドライバビツト18に係る
負荷がモータ9側から軽減され、変速リング19
が遊星コーン12に沿つて徐々に復帰し、差動遊
星機構10およびドライバビツト18のロツク状
態が解除される。また、前記タイムアツプ信号は
マシンサイクル完了検出部49に供給され、その
出力信号が昇降手段6に供給され、昇降手段6が
作動してドライバビツト18が上昇し、次回の作
業に備える。
Thereafter, when the detected value increases and reaches the first set value, the fourth timer T4 and the fifth timer T5 start counting time again. When the detected value reaches the second set value within the tightening upper limit time from the lower limit tightening time, the rising slope of the detected value falls within a predetermined slope range indicating an increase in the tightening torque after the screw is seated normally. It is determined that the screw is seated on the seat surface. Therefore, at the time when a coincidence signal is transmitted from the second comparator 60 which also serves as the torque detection section 50,
The seating determination unit 48 transmits an output signal. This output signal causes the third timer T3 to start counting time.
The time-up signal is sent as a torque-up signal to the normal rotation control section 43, a normal rotation stop command signal is sent, and the motor 9 is stopped. At the same time, the time-up signal is sent to the second timer T2, and the second timer T2 counts the time. After the time (T2) required for the motor 9 to stop has elapsed, this second
The pulse generator 59 is actuated by the time-up signal transmitted from the timer T2, and generates a pulse for setting a predetermined reversal time. This pulse activates the reverse rotation control unit 44 to switch the switching means 42 to the reverse side, and a short pulse corresponding to the pulse is transmitted, and a reverse rotation voltage is supplied to the motor 9 from the reverse voltage supply unit 41. As a result, the motor 9
rotates slightly in the opposite direction, the load on the driver bit 18 is reduced from the motor 9 side, and the speed change ring 19
gradually returns along the planetary cone 12, and the differential planetary mechanism 10 and driver bit 18 are released from the locked state. Further, the time-up signal is supplied to the machine cycle completion detection section 49, and its output signal is supplied to the lifting means 6, which operates to raise the driver bit 18 in preparation for the next work.

発明の効果 以上説明したように、本発明はドライバビツト
に係る負荷トルクを検出する検出手段と、2種類
の設定値と比較する2個の比較器と、所定範囲の
時間を設定する2個のタイマとから構成し、ねじ
締付時の検出値の上昇勾配を判定して所定範囲内
にある時出力信号を発信するように構成している
ため、タツピンねじを締付ける際の複雑な締付ト
ルクの変化に対しても確実にねじの着座を検出す
ることができるばかりか、検出値に瞬間的にノイ
ズ分が含まれることがあつて、ねじ着座検出が開
始されても、これがノイズ分によるものであれ
ば、自動的にリセツトされ、誤動作のまつたくな
いねじ着座検出装置を提供することができる等の
利点がある。
Effects of the Invention As explained above, the present invention includes a detection means for detecting the load torque related to the driver bit, two comparators for comparing with two types of set values, and two comparators for setting the time within a predetermined range. It is configured to determine the rising slope of the detected value when tightening a screw and send an output signal when it is within a predetermined range, thereby reducing the complicated tightening torque when tightening a tatsu pin screw. Not only can screw seating be reliably detected even when changes in If so, there are advantages such as being able to provide a screw seating detection device that is automatically reset and is unlikely to malfunction.

なお、実施例は1個のモータのオンオフ制御を
行つているが、モータを2個配置してねじが着座
するまでの締付けようモータ、ねじが着座して後
の締付けようモータとし、これらモータのオンオ
フ制御を行うようにすることもできる。
In addition, although the embodiment performs on/off control of one motor, two motors are arranged, one for tightening until the screw is seated, and the other for tightening after the screw is seated. It is also possible to perform on/off control.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のブロツク図、第2図は本発明
の全体図、第3図は本発明に係わる自動ねじ締め
機の要部断面図、第4図は本発明に係わる自動変
速機の出力軸の持つトルク−回転数特性曲線図、
第5図は本発明の動作を説明するフローチヤート
である。 1……自動ねじ締め機、2……ブラケツト、3
……ガイドロツド、4……ドライバ台、5……チ
ヤツク台、6……昇降手段、8……ドライバ本
体、8a……内筒部、9……モータ、10……差
動遊星機構、11……入力円板、12……遊星コ
ーン、12a……円錐面、12b……平坦面、1
2c……円周溝、13……コーン保持具、14…
…カムデイスク、15……連接軸、16……連接
機構、16a……軸部、16b……筒部、16c
……ピン、16d……案内溝、16e……ばね、
17……ユニバーサルジヨイント、18……ドラ
イバビツト、19……変速リング、20……ば
ね、21……アーム、22……チヤツクユニツ
ト、22a……チヤツク爪、A……制御装置、4
0……正転電圧供給部、41……逆転電圧供給
部、42……切換手段、43……正転制御部、4
4……逆転制御部、45……作業スタート部、4
6……締付完了検出部、47……判定表示部、4
8……着座判定部、49……マシンサイクル完了
検出部、50……トルク検出部、51……ねじ着
座検出装置、52……検出手段、53……フイル
タ、54……増幅器、55……第1比較器、56
……第1設定器、57……リセツト部、58……
第2設定器、59……パルス発生部、60……第
2比較器、61……締付不良判定部。
Fig. 1 is a block diagram of the present invention, Fig. 2 is an overall view of the present invention, Fig. 3 is a sectional view of essential parts of an automatic screw tightening machine according to the present invention, and Fig. 4 is a diagram of an automatic transmission according to the present invention. Torque-speed characteristic curve diagram of the output shaft,
FIG. 5 is a flowchart explaining the operation of the present invention. 1...Automatic screw tightening machine, 2...Bracket, 3
. . . Guide rod, 4 . ...Input disk, 12... Planetary cone, 12a... Conical surface, 12b... Flat surface, 1
2c... Circumferential groove, 13... Cone holder, 14...
...Cam disc, 15...Connection shaft, 16...Connection mechanism, 16a...Shaft part, 16b...Cylinder part, 16c
...Pin, 16d...Guide groove, 16e...Spring,
17... Universal joint, 18... Driver bit, 19... Speed change ring, 20... Spring, 21... Arm, 22... Chuck unit, 22a... Chuck pawl, A... Control device, 4
0...Forward rotation voltage supply section, 41...Reverse rotation voltage supply section, 42...Switching means, 43...Forward rotation control section, 4
4... Reverse control section, 45... Work start section, 4
6...Tightening completion detection section, 47...Judgment display section, 4
8...Setting determination section, 49...Machine cycle completion detection section, 50...Torque detection section, 51...Screw seating detection device, 52...Detection means, 53...Filter, 54...Amplifier, 55... first comparator, 56
...First setting device, 57...Reset section, 58...
Second setting device, 59...Pulse generation section, 60...Second comparator, 61...Tightening defect determination section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 モータの回転を受けて回転するドライバビツ
トを昇降手段により昇降させるように構成した自
動ねじ締め機において、 ドライバビツトに係る負荷トルクを検出する検
出手段を設けるとともに、締付開始時点の締付ト
ルクに対応する第1設定値を設定する第1設定器
および所望締付トルクよりも低い締付トルクに対
応する第2設定値が設定された第2設定器、前記
第1設定器の第1設定値と前記検出値とを比較す
る第1比較器および前記第2設定値と前記検出値
とを比較する第2比較器を設け、さらに締付下限
時間が設定された第4タイマおよび締付上限時間
が設定された第5タイマを設け、前記第1比較器
の一致信号により前記第4タイマおよび第5タイ
マの時間計上を開始させて前記検出値が第1設定
値より低下した時点で前記第4タイマおよび第5
タイマをリセツトするように構成する一方、前記
第4タイマがタイムアツプして第5タイマがタイ
ムアツプするまでに第2比較器の一致信号を受け
ると出力信号を発信する着座判定部を設けたこと
を特徴とするねじ着座検出装置。
[Scope of Claims] 1. An automatic screw tightening machine configured to raise and lower a driver bit that rotates in response to the rotation of a motor using a lifting means, which is provided with a detection means for detecting a load torque related to the driver bit, a first setting device for setting a first setting value corresponding to a tightening torque at a starting point; a second setting device for setting a second setting value corresponding to a tightening torque lower than a desired tightening torque; the first setting device; A first comparator that compares the first set value of the setting device with the detected value and a second comparator that compares the second set value and the detected value are provided, and a second comparator that compares the first set value of the setting device with the detected value, and further includes a second comparator that compares the first set value of the setting device with the detected value. A fourth timer and a fifth timer having a tightening upper limit time set are provided, and the coincidence signal of the first comparator causes the fourth timer and the fifth timer to start counting the time, so that the detected value is lower than the first set value. When the timer decreases, the fourth timer and the fifth timer
The seating determination unit is configured to reset the timer, and further includes a seating determination unit that transmits an output signal when it receives a coincidence signal from the second comparator between the time-up of the fourth timer and the time-up of the fifth timer. Screw seating detection device.
JP13571487A 1987-05-29 1987-05-29 Screw seating detecting device for automatic screw tightening machine Granted JPS63300829A (en)

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